Q1: Í iðnaði virðast Nikkel 200 og Nikkel 201 næstum eins. Hver er einn mikilvægasti málmvinnslumunurinn sem neyðir verkfræðinga til að velja einn fram yfir annan, sérstaklega í háum-hitaumhverfi?
A: Þó að bæði Nikkel 200 (UNS N02200) og Nikkel 201 (UNS N02201) séu viðskiptalega hreinar unnu nikkel málmblöndur með framúrskarandi tæringarþol, er kolefnisinnihaldið afgerandi aðgreiningin sem ræður notkun þeirra, sérstaklega varðandi hitastig.
Nikkel 200 inniheldur allt að 0,15% kolefni.
Nikkel 201 er „lág-kolefnisútgáfan, með hámarks kolefnisinnihald 0,02%.
Þessi munur gæti virst minniháttar á pappír, en hann er mikilvægur í reynd vegna fyrirbæri sem kallast grafitization.
Við hækkað hitastig (venjulega yfir 315 gráður eða 600 gráður F) verður kolefnið sem er í nikkel 200 óstöðugt. Með tímanum getur það fallið út úr föstu lausninni og myndað grafítfilmur við kornmörkin. Þetta ferli, sem kallast grafitization, stökknar efnið. Íhlutur sem einu sinni var sveigjanlegur og sterkur getur skyndilega sprungið eða bilað undir álagi vegna þess að kornamörkin hafa í raun verið „límd“ í sundur með brothættu grafíti.
Nikkel 201, með verulega minnkuðu kolefnisinnihaldi, útilokar nánast hættuna á grafítmyndun. Þess vegna er þumalputtaregla iðnaðarins skýr:
Notaðu Nikkel 200 fyrir notkun undir 315 gráður (td ætandi uppgufunartæki við hóflegt hitastig, matvælavinnslubúnaður).
Tilgreinið alltaf Nikkel 201 fyrir notkun sem felur í sér viðvarandi útsetningu fyrir hitastigi yfir 315 gráðum. Þetta gerir Ni 201 að staðalvali fyrir íhluti eins og efnakljúfa, ofhitunarrör og sprautur í háum- ætandi umhverfi.
Ennfremur gefur þetta lága kolefnisinnihald Ni 201 yfirburða viðnám gegn millikornaárás (næmingu) í ákveðnum suðuaðstæðum, sem gerir það að fyrirgefnari efni til framleiðslu.
Q2: Við erum að hanna ætandi gos (natríumhýdroxíð) uppgufunarkerfi. Umhverfið felur í sér há-þéttni NaOH við hækkað hitastig. Af hverju er Nikkel 201 viðmiðunarefnið fyrir þetta sérstaka forrit og hvar mistekst það?
A: Nikkel 201 er almennt talið fyrsta byggingarefnið til að meðhöndla ætandi gos, sérstaklega við framleiðslu á ætandi gosi sjálfum (klór-alkalíiðnaðurinn). Yfirburði þess á þessu sviði er vegna einstakrar samsetningar þátta:
Ónæmi fyrir ætandi tæringarsprungum (SCC): Ryðfrítt stál, sérstaklega austenítískt stál eins og 304 og 316, er næmt fyrir ætandi SCC við hækkað hitastig og styrk. Nikkel 201, sem er hreint nikkelblendi, inniheldur ekki járn sem aðalhluti þess og hefur andlits-miðja teningsbyggingu sem er í eðli sínu ónæmur fyrir þessari tegund sprungna.
Myndun hlífðaroxíðlags: Nikkel myndar þunnt, seigt og verndandi lag af nikkeloxíði á yfirborði þess. Í ætandi umhverfi er þetta lag stöðugt og kemur í veg fyrir frekari hraða tæringu, sem leiðir til mjög lágs, fyrirsjáanlegs tæringarhraða.
Hár-hitasamhæfni: Eins og fjallað var um í fyrri spurningu, tryggir lágt kolefnisinnihald Ni 201 að það haldist sveigjanlegt og þolir stökkt við hækkuðu hitastig (oft 150-200 gráður eða hærra) sem notað er við ætandi uppgufun til að auka styrk.
Hvar „mistekst“ eða krefst varúðar?
Tæringarþol Ni 201 er mjög háð umhverfinuhreintætandi.
Tilvist oxunarefna: Ef ætandi straumurinn er mengaður af sterkum oxunarefnum eins og klórötum, hýpóklórítum eða þungmálmjónum (td kopar, járni), getur hlífðaroxíðlagið brotnað niður, sem leiðir til hraðari og alvarlegrar staðbundinnar tæringar.
Pólýþíónsýrur: Þó það sé ekki algengt í hreinni ætandi þjónustu, ef brennisteinssambönd eru kynnt, getur Ni 201 þjáðst.
Loftun: Þó að þær séu almennt góðar, geta mjög loftbættar (súrefnis-mettaðar) ætandi lausnir aukið tæringarhraða samanborið við af-loftaðar lausnir.
Í stuttu máli, fyrir hreint eða -hreint ætandi umhverfi við háan hita og styrk, býður Nikkel 201 upp á óviðjafnanlega blöndu af tæringarþoli og vélrænni heilleika.
Spurning 3: Við erum nýr framleiðandi í suðu nikkel 201. Við höfum heyrt að það sé „snertið“ miðað við ryðfríu stáli. Hverjar eru algengustu gildrurnar við suðu Ni 201 og hvaða sérstakar aðferðir tryggja hljóð, tæringarþolna suðu?
A: Það er rétt hjá þér; suðu Nikkel 201 krefst annarrar aga en suðu á ryðfríu stáli. Það er ekki endilega erfiðara, en það er minna fyrirgefandi gagnvart lélegum vinnubrögðum. Meginmarkmiðið er að viðhalda hreinleika efnisins og tæringarþol, forðast mengun sem getur leitt til sprungna eða stökkvandi.
Hér eru algengustu gildrurnar og aðferðir til að tryggja góða suðu:
Algengar gildrur:
Grop: Nikkel hefur mikla leysni fyrir lofttegundir í bráðnu ástandi, en þegar það storknar lækkar þessi leysni verulega. Ef hlífin er ófullnægjandi eru lofttegundir (sérstaklega súrefni, köfnunarefni og vetni) föst og mynda porosity.
Heit sprunga: Nikkel málmblöndur eru næm fyrir heitsprungu (storknunarsprungur) ef óhreinindi eins og brennisteinn, fosfór, blý eða lág-bræðslumark-málmar eru til staðar.
Tap á sveigjanleika: Mengun af völdum kolefnis (td frá fitu eða olíu) getur leitt til karbíðútfellingar á hita-svæðinu, sem dregur úr tæringarþol og sveigjanleika.
Nauðsynlegar suðuaðferðir („reglurnar“):
Nákvæm þrif (Regla #1): Suðusvæðið og áfyllingarmálmurinn verður að vera hreinn með skurðaðgerð. Fjarlægðu alla fitu, olíu, málningu, óhreinindi og blek með halógen-lausum leysi (eins og asetoni). Fjarlægja skal oxíðlög með vélrænni aðferð (ryðfríu stáli vírburstaeingöngu tileinkað nikkelieða slípun) strax fyrir suðu.
Strangt efni aðskilnað: Notaðu verkfæri (bursta, kvörn) sem hafa aldrei verið notuð á stál. Járn- og stálagnir geta mengað nikkelyfirborðið og leitt til tæringarvandamála.
Rétt hlífðargas: Notaðu 100% argon eða argon-helíumblöndur. Gakktu úr skugga um nægjanlegt gasflæði og notaðu gaslinsu til að bæta þekjuna. Slóðhlífar geta verið nauðsynlegar fyrir flóknar rúmfræði eða mikilvægar notkunaraðferðir til að vernda kælingu og hita-svæði fyrir oxun.
Val á fyllingarmálmi: Rétti fyllimálmur er venjulega ERNi-1. Þetta fylliefni er sérstaklega hannað til að suða nikkel 200 og 201 og inniheldur afoxunarefni (eins og títan og ál) til að berjast gegn porosity.
Hitainntaksstýring: Notaðu lágt hitainntak. A "stringer bead" tækni með lágmarks vefnaður er valinn. Of mikill hiti getur leitt til kornvaxtar, heitra sprungna og breiðara hita-svæðis. Halda skal millihitastigi tiltölulega lágu (undir 150 gráður F / 65 gráður).
Bogaræsing: Notaðu hátíðni-ræsingu eða ræsingu á hlaupa-flipa. Ekki slá boga á yfirborð móðurefnisins, þar sem það myndar lítinn, mengaðan blett sem getur verið staður til að hefja sprungur.
Með því að meðhöndla Ni 201 af þeirri virðingu sem það krefst-sérstaklega varðandi hreinleika-geta framleiðendur framleitt suðu sem eru jafn sterkar og tæringarþolnar-og grunnmálmur.
Spurning 4: Fyrir utan efnavinnsluiðnaðinn, í hvaða öðrum hátækni- eða sérhæfðum iðnaði er Nikkel 201 ómissandi og hvers vegna hentar eignasnið þess einstaklega þeim?
A: Þó að ætandi iðnaður sé frægasta forritið hans, gerir hin einstaka samsetning Nikkel 201 eiginleika-mikillar hreinleika, stýrðrar varmaþenslu, segulmagnaðir eiginleikar og tæringarþol-mikilvægan í nokkrum öðrum hátæknigeirum.
Rafeindatækni og loftrými:
Notkun: Íhlutir í rafeindatækjum, svo sem rafhlöðuhylki fyrir geim- og gervihnattanotkun, og hlutar fyrir eldflaugahreyfla og skrúfuvélar.
Af hverju Ni 201? Það er auðvelt að móta það og djúpt-teikna það í flókin form. Stýrður varmaþenslustuðull hans hjálpar til við að stjórna hitaspennu þegar hann er sameinaður öðrum efnum eins og keramik eða gleri í rafrænum gegnumstreymi og loftþéttum íhlutum. Hæfni þess til að viðhalda sveigjanleika við frosthitastig er einnig mikill kostur fyrir eldsneytiskerfi fyrir fluggeimfar.
Gos-Lime Glass Framleiðsla (Platínu staðgengill):
Notkun: Hræritæki, varnarrör fyrir hitaeining og meðhöndlunarbúnað fyrir bráðið gos-kalkgler.
Af hverju Ni 201? Bráðið gler er mjög ætandi fyrir flesta málma. Nikkel 201 sýnir framúrskarandi tæringarþol frá bráðnu gos-kalkgleri, fyrst og fremst vegna þess að það myndar ekki auðveldlega oxíð sem myndu menga glerið (ólíkt járni-blendi sem geta valdið mislitun). Það er -hagkvæmur valkostur við platínu í mörgum ó-mikilvægum glersnertiforritum.
Framleiðsla gervitrefja (snúður):
Notkun: Snúður og tengdur búnaður notaður til að pressa tilbúnar trefjar eins og rayon.
Af hverju Ni 201? Viskósuferlið til að búa til rayon felur í sér árásargjarn efni. Ni 201 býður upp á nauðsynlega tæringarþol. Ennfremur gerir samræmd uppbygging þess og ó-hvarfandi yfirborð kleift að framleiða trefjar með stöðugu þvermáli og yfirborðsáferð, sem er mikilvægt fyrir textílgæði.
Í þessum forritum snýst þetta ekki bara um að "ryðga ekki"; þetta snýst um hreinleika (forðast vörumengun), mótunarhæfni og fyrirsjáanlega eðliseiginleika við erfiðar aðstæður.
Q5: Verkfræðingur hefur tilgreint Nikkel 201 fyrir hluta sem starfar við 350 gráður (660 gráður F). Hver eru helstu atriði varðandi vélræna eiginleika sem þeir verða að taka tillit til í hönnun sinni, þar sem þessir eiginleikar eru verulega frábrugðnir stofuhita?
A: Hönnun fyrir þjónustu við háan hita krefst breytinga í hugsun frá hönnun umhverfishita. Við 350 gráður hafa eiginleikar Nikkel 201 breyst verulega og hönnun byggð á gögnum um stofuhita- gæti leitt til ótímabæra bilunar.
Hér eru mikilvæg atriði fyrir hluta sem starfar við 350 gráður:
Minni afrakstur og togstyrkur: Eins og flestir málmar missir nikkel 201 styrk þegar hitastig hækkar. Leyfilegt hönnunarálag (álagið sem íhluturinn þolir á öruggan hátt) verður að minnka. Verkfræðingur verður að hafa samband við ASME ketils- og þrýstihylkiskóða (eða viðeigandi staðbundinn staðal) fyrir hámarks leyfilegt álagsgildi við 350 gráður. Þessi gildi eru verulega lægri en við stofuhita.
Skrið og streita-Rof: Þetta er kannski mikilvægasta atriðið. Við 350 gráður er Nikkel 201 á hitastigi þar sem það getur gengist undir skrið-tíma-háð plastaflögun við stöðugt álag, jafnvel þótt streitan sé undir flæðistyrk efnisins.
Verkfræðingurinn verður ekki aðeins að huga að tafarlausu álagi heldur einnig álaginu sem safnast upp á hönnunarlífi íhlutarins. Til dæmis gæti boltað lið tapað forálagi með tímanum vegna slökunar á skrið.
Hönnunin verður að byggjast á streitu-rofgögnum, sem segja þér álagsstigið sem mun valda bilun eftir ákveðinn fjölda klukkustunda við það hitastig (td 100.000 klukkustunda rofstyrk).
Hitastækkun: Nikkel 201 hefur tiltölulega háan varmaþenslustuðul. Í kerfi sem starfar við 350 gráður getur varmaþensla og samdráttur við upphafs--upp- og lokunarlotur- valdið verulegu álagi. Hönnunin verður að mæta þessari hreyfingu í gegnum:
Rétt skipulag lagnakerfa með stækkunarlykkjum eða belg.
Vandlega hönnun á flanssamskeytum og búnaðarstuðningi til að leyfa hitauppstreymi án þess að-þvinga íhlutinn of mikið.
Oxun: Þó Ni 201 hafi góða oxunarþol, við 350 gráður í lofti, mun það hægt og rólega mynda oxíðkvarða. Fyrir þunna hluta eða íhluti með þröng vikmörk (eins og hlutum á tækjum) gæti þurft að huga að þessari hægu mælingu yfir mjög langan endingartíma.
Í stuttu máli, hönnun með Ni 201 við 350 gráður er tíma-háð hönnunarvandamál. Verkfræðingurinn verður að fara frá einföldum styrkleikaútreikningum yfir í greiningar sem fela í sér skriðhraða, álags-roflíf og hitauppstreytu til að tryggja langtíma-örugga notkun.
